금형 일반 금형의 종류 금형용어 해설 게이트 종류

금형 일반 2 금형 - 금형의 종류 1)2 단 금형 (Two-plate mold) - 이동측과 고정측으로 이루어져있으며 파팅면을 따라 분리됨. - 사이드 또는 다이렉트 게이트가 사용되면, 제품이 고화된 후 이형 후에 게이트를 사상하는 후공정이 필요함. - 구조가 간단하고 다루기가 쉬움. - 서브마린 게이트를 사용하는 경우 제품 이형 시 게이트 및 런너가 자동으로 제거되므로 자동화 공정에는 서브마린 게이트가 적합함. - 불량률이 적고 경제적임. 2)3 단 금형 (Three-plate mold) - 이동측과 고정측 사이에 제 3 의 형판이 있으며 스프루 및 런너가 고정측과 제 3 의 형판사이에 배치됨. - 핀포인트 게이트의 사용이 가능하며 이형 후 게이트 사상 등의 후공정이 필요없음. - 구조가 비교적 복잡하며 성형 후 제품과 스프루 런너 게이트의 분리가 이루어져야 함. - 제품 내 어디든지 게이트의 적용이 자유로움. - 2 단 금형에 비해 불량률이 높고 가격이 높다.

금형 일반 3 2 단 금형 - 사이드 게이트 와 핀방식의 이젝터 1Clamp plate8Movable side mounting plate15Ejector pin 2Cavity retainer plate9Core16Return pin 3Core retainer plate10Locating pin17Stop pin 4Support plate11Sprue bushing 5Spacer block12Guide pin 6Ejector plate, upper13Guide pin bushing 7Ejector plate, lower14Sprue lock pin

금형 일반 4 2 단 금형 - 사이드 게이트 와 스트리퍼 플레이트 시스템 1Clamp plate8Ejector plate, lower15Guide pin bushing 2Cavity retainer plate9Movable side mounting plate16Sprue lock pin 3Stripper plate10Core17Return pin 4Core retainer plate11Locating pin18Ejector plate guide pin 5Support plate12Sprue bushing19Guide bushing 6Spacer block13Guide pin 7Ejector plate, upper14Guide pin bushing

금형 일반 5 3 단 금형 – 핀 포인트 게이트 시스템 1Clamp plate9Movable side mounting plate17Runner ejector pin 2Runner stopper plate10Core18Stop bolt 3Cavity retainer plate11Locating ring19Puller bolt 4Core retainer plate12Sprue bushing20Runner lock pin 5Support plate13Support pin21Stop pin 6Spacer block14Guide pin bushing22Tension link 7Ejector plate, upper15Guide pin bushing23Tension link bolt 8Ejector plate, lower16Ejector pin

금형 일반 6 3 단 금형 – 사이드 게이트 와 스트리퍼 플레이트 시스템 1Clamp plate8Ejector plate, lower15Angular pin 2Cavity retainer plate9Movable side mounting plate16Stop bolt 3Stripper plate10Split mold block17Return pin 4Core retainer plate11Core18Sprue lock pin 5Support plate12Guide pin19Sprue bushing 6Spacer block13Guide pin bushing20Locating ring 7Ejector plate, upper14Guide pin bushing

금형 일반 7 슬라이드 코아 금형 – 다이렉트 게이트 1Clamp plate8Movable side mounting plate15Core pin 2Cavity retainer plate9Core16Stop screw 3Core retainer plate10Locating ring17Angular pin 4Support plate11Sprue bushing18Side core 5Spacer block12Guide pin19Stopper 6Ejector plate, upper13Guide pin bushing20Coil spring 7Ejector plate, lower14Ejector sleeve

금형 일반 8 금형 용어 해설 Locating Ring 사출 성형기 실린더의 Nozzle 과 Sprue Bush 의 Hole 및 금형 취부판의 구멍에 대한 금형의 관계 위치를 정확하게 맞추기 위해 금형의 중심부에 부착하는 링. Sprue Bush 사출 성형용 금형의 Sprue 를 형성하는 부분을 별도로 제작하여 금형을 끼워 맞춤 한 Bush 를 말함. Runner Stripper Plate 3 Plate 금형에 사용되는 런너 취출판. 사출성형 자동화의 목적으로 사용 형판 고정측에 사용되는 것을 고정측 형판, 가동측에 사용되는 것을 가동측 형판 이라고 함. Ejector Plate 성형품을 금형에서 취출 하기위한 Ejector Pin 을 지지하면서 작동시키는 판. Spacer Block 받침판과 가동측 취부판 사이에 성형 제품을 빼낼때 Ejector Plate 가 전후로 이동할 수 있는 공간을 만들어 주는 부품으로 직사각형 형태임.

금형 일반 9 Ejector Pin Ejector Plate 에 고정되어 있으며 성형된 제품을 금형 밖으로 빼내주는 핀. Guide Pin 금형의 고정측과 가동측의 상대 위치를 유지하기위해 사용하는 금형의 이동방향에 평행하게 끼워 맞춤. Guide Bush 금형 부품의 상대위치를 정하기 위해 Guide Pin 의 상대 구멍으로 가이드 핀 상대측의 금형 부분에 끼워진 Bush. Return Pin 금형을 닫을 때 Ejector Pin 등이 Cavity 에 닫지않도록 간격을 유지시키면서 Ejector 기구를 강제로 원 상태로 복귀시키는 동작을 하는 핀. Sprue Lock Pin Sprue Puller 의 역할을 하도록 선단에 Sprue 를 확실하게 고정 시킬 수 있는 언더 컷을 갖고 있는 Pin. Stop Pin 가동측 취부판에 부착되어 Ejector Plate 와 가동측 설치판 사이에 이물이 끼어 들어 금형에 문제가 일어 나는 것을 방지하는 기능을 가진 부품.

금형 일반 10 - 이형 (Ejection) 이젝터 핀을 이용하는 방식 스트리퍼 플레이트를 이용하는 방식 슬리브를 이용하는 방식 슬리브 (Sleeve) Stripper plate

금형 일반 11 - 언더컷 (Undercut) MaterialElongation at 65 o C (%) ABS POM PA PMMA LDPE HDPE PP PS, SAN, PC2 Elongation = (D-d)/d × 100 % D : Maximum diameter D : Minimum diameter 최대 언더컷 (%) 스트리퍼 플레이트 언더컷

금형 일반 12 UNDER CUT 용어 해설 Slide 금형의 개폐에 따라 금형내부에서 Slide 운동을 하는 금형 부품을 말하며, Slide Core 를 고정시켜 성형품의 Under Cut 을 처리하여 금형의 이동방향과 소정의 각도에 따라 이동 하도록 한 부품. Slide Core 성형부에 Under Cut 을 처리할 수 있도록 Slide 에 고정되어 습동 되는 Core. Angular Pin 금형의 개폐에 따라 Slide Core 를 이동시키기 위해 금형의 이동방향에 대해 소정의 각도를 갖고 끼워 맞춤 된 Guide Pin 을 말함.

금형 일반 13 - 스프루, 런너, 게이트 스프루 (Sprue) – 스프루는 용융수지가 런너와 게이트를 통해 Cavity 내로 공급되는 입구역할을 함. 스프루 부싱의 반경 R 은 Nozzle 반경 r 보다 동일하거나 약간 큰 것이 좋으며 스프루의 구멍은 노즐 구멍과 동일하거나 역시 약간 큰 것이 좋다. R r

금형 일반 14 RUNNER Runner - 성형품의 체적과 살 두께,MAIN Runner,Sprue 에서 Cavity 까지의 거리,Runner 의 냉각, 사용수지에 대한 검토 등 필요. - Runner 의 굵기는 성형품의 살 두께보다 굵게 한다. - Runner 의 길이가 길어지면 유동저항이 커지므로 상호 Balance 를 고려한다. - Runner 의 단면적이 성형 Cycle 을 좌우하는 것이어서는 않된다. Runner Lay Out 설계 - Runner 와 Gate 의 Balance 가 중요하다. - 유동배분을 균형 있게 한다. - Cold Slug Well 을 설치한다. - Runner 길이와 수는 가장 적어지는 유동선으로 한다. - Cavity 배열은 직선,H 형, 원형 배열 등.

금형 일반 15 GATE Gate 는 용융된 수지가 제품의 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로 흐를 수 있어야 한다. 금형의 Cavity 내의 전체로 균일하게 흐를 수 있어야 한다. Weld Line 을 최소화 시킬 수 있는 곳에 설치한다. 충격, 응력을 받는 부위에는 가급적 피한다. Gate 의 위치는 제거하기 쉬운 곳.( 상품 가치상 눈에 띄지 않는 곳 ) 얇은 Core 나 Rib Pin 이 가까운 곳 또는 유동압력에 의해 편육 발생, 휨이 발생되는 부분은 피해야 한다. Jetting 이 발생되지않는 부분에 설치한다. 성형품의 기능, 외관을 손상하지 않는 부분에 설치한다.

금형 일반 16 런너 (Runner) – 런너는 용융수지가 스프루로 부터 Cavity 로 전달되는 통로로 용융수지의 흐름이 원활하고 냉각으로 인한 유동지체가 적은 것이 바람직 하다. 통상적으로 원형이나 사다리꼴의 단면형상을 가진 런너가 성형성이 유리하다. 유동영역 여러 가지 런너 원형 런너 – 가장 좋음사다리꼴 런너 – 좋음 반원형 런너 – 좋지 않음

금형 일반 17 다수 Cavity 금형에서의 Runner 배치 불균일한 유동 밸런스균일한 유동 밸런스

금형 일반 18 게이트 (Gate) – 게이트는 런너에서 Cavity 로 유동수지가 유입되는 관문역할을 하며 제품의 특성에 따라 여러 가지 형태와 크기, 개수를 갖는다. 게이트의 크기는 제품의 두께, 크기 등에 의존되며 다수 Cavity 금형의 경우에는 균일한 충진 밸런스를 위해 Cavity 마다 적절한 조치가 필요하다. 게이트 (Gate) 의 종류 게이트 비 제한 게이트 (Unrestricted gate) 스프루 게이트 ( 다이렉트 게이트 ) Sprue gate (Direct gate) 제한 게이트 (Restricted gate) 사이드 게이트 (Side gate) 사이드 게이트, 오버랩 게이트, 스포크 (Spoke) 게이트 탭 게이트 (Tab gate) 탭 게이트, 팬 게이트 필름 게이트 (Film gate) 필름 게이트, 링 게이트, 디스크 게이트 핀 게이트 (Pin gate) 핀 포인트 게이트, 서브마린 게이트 ( 터널 게이트 )

금형 일반 19 게이트 (Gate) 의 종류 스프루 게이트 사이드 게이트오버랩 게이트스포크 게이트 탭 게이트 팬 게이트필름 게이트 링 게이트 디스크 게이트 핀포인트 게이트 서브마린 게이트

금형 일반 20 스프루 게이트 (Direct gate, Sprue gate) D d B t Cold slug well B = t/2 - 구조가 단순함 - 단일 Cavity, 또는 비교적 크고 깊은 구조의 제품에 적용 - 게이트는 제품전면 또는 후면에 설치되며 성형후 사상공정이 필요하고 게이트 자국이 남음 - 얕고 평평한 제품에 적용할 경우 잔류응력에 의한 휨이나 뒤틀림 이 유발될 수 있음 - 게이트주위의 잔류응력에 의해 성형후 Crack 이 유발될 수 있음 - 스프루 직경이 너무 클 경우 냉각시간이 길어짐

금형 일반 21 사이드 게이트 (Side gate) 오버랩 게이트 (Overlap gate) W h L 게이트 - 게이트 폭 W : 일반적으로 W:h = 3:1 - 게이트 두께 h : 0.5 ~ 3 mm 제품 살두께의 약 70~ 80 % - 게이트 길이 L : 1.5 ~ 2.5 mm

금형 일반 22 팬 게이트 (Fan gate) 필름 게이트 (Film gate) - 게이트 두께 : 0.2 ~ 1 mm - 게이트 길이 : 1 ~ 2 mm

금형 일반 23 디스크 게이트 (disc gate) 링 게이트 (Ring gate) 탭 게이트 (Tab gate) 스포크 게이트 (Spoke gate) 게이트 두께 : 0.2 ~ 1mm

금형 일반 24 핀 포인트 게이트 (Pin point gate) 서브마린 게이트 (submarine or tunnel gate) 30 ~ 60 o 60 ~ 90 o d : 0.3 ~ 1.5mm l : 0.8 ~ 1.5mm X = 3 ~ 5 mm L = min. 2 mm d = 0.3 ~ 1.5 mm d

금형 일반 25 RUNNER LESS 금형 Runner Less 사출 ? 사출기 실린더에서 금형 Cavity 에 이르는 수지의 유동부위 (Sprue & Runner) 를 적절한 방법으로 수지가 항상 용융된 상태를 유지 하도록 하여 Sprue & Runner 의 생성 없이 성형함 으로서 성형 자동화를 효율화 하는 방법. 장점 - 인건비 절감. - 생산원가 절감 - 사출 Cycle Time 단축 - 제품 품질의 향상 - 기계 활용의 증대 단점 - 금형의 원가 상승 - 불순물에 의한 Gate 막힘 등 제거에 어려움 - 색상 교체 및 원료 교체시 난이 등

금형 일반 26 HOT RUNNER Hot Runner 금형 내부에 가열할 수 있는 시스템을 내장 시켜 Runner 내의 수지를 항상 일정온도로 용융 상태로 유지 시키고, 충전 Nozzle 은 가소화 상태의 온도를 유지되어야 하며 그 반면, Cavity 쪽에서는 성형품이 고화 되기에 충분한 냉각을 시킬 수 있어야 한다. Check Point - Hot Manifold 각부의 조합부등에서 수지의 Leak 가 없어야 한다. - Gate 부가 막히지 않아야 한다. 또 막혔을 경우라도 쉽게 분해 청소가 가능해야 한다. - Gate Balance 가 중요하며, 다수 Cavity, 다점 Gate 경우 Gate Balance 가 양호하지 않으면 성형품의 품질이 안정되지 않는 다. - 시스템 전체적으로 균일한 온도 Control 이 중요하다. - 적절한 온도조절이 되지 않으면 부분적인 가열로 수지 탄화, 변색 등이 일어나고, 그 반대의 경우는 수지의 체류를 일으켜 불안정한 성형의 원인이 된다. - Hot Manifold Block 의 열팽창 대책이 충분히 고려 되어 있어야 한다. - 온도 Start 때의 상승이 될 수 있는 한 빨라야 한다.

금형 일반 27

금형 일반 28 금형 온도 Cycle Time 단축 성형성 개선 성형품 표면 상태 개선 성형품의 물리적 ( 강도 ) 개선 성형품의 형태와 치수 정밀도 유지

금형 일반 29 금형의 온도조절 금형냉각 - 금형 설계시 밀핀, 기타 핀, 볼트 등의 배치와 더불어 온도 조절용 냉각수 구멍의 배치 검토한다. - 냉각회로는 Sprue 와 Gate 등 금형온도가 제일 높은 곳에 냉매가 우선 유입되도록 설계한다. - 일반적으로 냉각 회로는 제품 형상에 따라 설계한다. - 냉각수 구멍이 크면 유속이 떨어져 냉각효율이 떨어진다. 원형냉각 : φ8~ 15 ㎜ 탱크냉각 : φ16~30 ㎜ - 성형 수축율이 큰 재료는 수축방향에 따라서 냉각수를 설치하여 성형품의 변형을 방지한다. - 냉각수 구멍위치는 성형부에서 최소 10MM 이상에 설치한다. - 냉각 입구와 출구의 온도차를 최소화 하도록 한다 ( 일반적으로 온도차는 2 ℃ 이다 )